转基因作物影响土壤微生物群落多样性的研究

转基因技术在提高作物抗逆性、增加粮食产量方面贡献卓越的同时,对包括土壤微生物群落在内的土壤生态系统的风险评估一直存在争议。大多数研究表明,转基因作物的种植会引起土壤微生物群落多样性的变化,但其对土壤微生物群落多样性的影响程度、持续作用时间等都没有定论。综述了外源基因及其表达产物进入作物根际的方式与不同类型外源基因及其表达产物对土壤微生物群落多样性的影响;并对转基因作物影响土壤微生物群落的研究手段进行了讨论,提出了下一步的研究策略。     

不同转基因作物对土壤微生物的影响

转基因作物大面积种植在农业生产上取得了巨大的经济效益,然而,随之而来的环境释放风险问题也引起了人们的广泛关注。其中,种植转基因作物对土壤微生物的影响是人们关注的焦点之一。综述了近年来转基因棉花、玉米和水稻等大宗农作物的种植对土壤微生物数量、种类以及群落结构的影响,以期为转基因作物环境释放安全评估提供指导,同时使人们能正确认识转基因生物的安全问题。     

丛枝菌根真菌作为指示性物种评估转基因作物对土壤微生物影响的研究概述

转基因作物与土壤生态系统环境要素紧密相关。土壤微生物作为土壤生态系统的一个重要组成部分,转基因作物大面积种植是否会给土壤微生物带来影响已成为其生态风险评价中不可忽视的一个方面。土壤中的微生物种类繁多,因此在研究时有必要选取一些具有代表性的微生物进行分析。丛枝菌根真菌作为一类重要的土壤环境指示微生物,在改善土壤质量与健康状况、提高生物多样性、促进植物生长等方面发挥着不可替代的作用。文章就主要转基因作物对丛枝菌根真菌的影响和作用机制进行综述,认为可将丛枝菌根真菌作为评价转基因作物对土壤生态系统影响的指示生物。     

转基因作物对农业生物多样性的压力与转基因作物选育

综述了近年来转基因作物对作物多样性和农业生态系统多样性影响的研究,其中农业生态系统的多样性包括转基因作物对微生物和土壤生物群落的影响;转基因抗除草剂作物对杂草群落的影响;转基因抗虫作物对非靶标生物的影响;种植转基因作物后,除草剂和抗虫剂的使用等。基于上述情况分析,得到结论:转基因作物能够继续减少对生物多样性的压力;推进转基因植物新品种选育同时,应把负面因素降到最低。     

转基因作物对于土壤微生物的影响

世界大环境下,随着转基因技术在农业上的不断发展,转基因作物的推广和应用取得了很大的进展,其风险评估也受到高度重视。转基因作物对土壤微生物的影响被认为是转基因作物对环境影响领域中不可缺少的一个方面,被纳入风险评估的范围。本文将以近十年国内外已经发表相关研究为理论依据,概述了转基因作物对于土壤微生物的影响,为系统评价转基因作物释放对于土壤微生物影响研究提供相关信息。     

转cry1Ie基因抗虫玉米对根际微生物群落碳代谢的影响

转基因作物对土壤生态系统的影响日益引起人们的广泛关注。采用Biolog ECO微平板对转基因抗虫玉米IE09S034及其对应的受体玉米根际微生物群落碳代谢功能进行了比较研究。结果表明,转基因抗虫玉米IE09S034对根际微生物碳代谢功能无显著性影响,且发现年份和生育期是引起根际微生物碳代谢情况变化的主要因素。本文为转基因抗虫玉米IE09S034的环境安全性评估提供了新的依据。     

转基因作物的环境风险分析研究进展

 论述了转基因(GM)作物环境风险分析的概念、原则、参照物和研究进展。对基因漂流,GM作物是否会增加相关野生种的生存竞争性、入侵性和杂草性,是否会产生间接生态影响,是否会影响生物多样性,是否会产生“超级害虫”、“超级病害”,是否会通过基因的水平转移将转基因转至肠道和土壤微生物,以及GM作物的长期效应等问题进行了讨论。     

转基因大豆对根际土壤微生物群落功能多样性的影响

采用大田试验结合Biolog技术比较分析了种植转基因大豆PAT与其亲本PAT1、转基因大豆ALS与其亲本ALS1及当地主栽大豆中黄13对根际土壤微生物群落功能多样性的影响。结果表明,由平均颜色变化率(AWCD)反映的土壤微生物活性呈现以下变化规律:在整个温育过程中,两种转基因大豆根际土壤微生物活性均高于相应亲本,当地品种中黄13根际土壤微生物活性介于转基因大豆和非转基因亲本大豆之间;两种转基因大豆根际土壤微生物群落物种均一度(J)和优势度指数(D)较对应亲本均无显著差异(P>0.05),转基因大豆PAT根际土壤微生物群落香农-维纳指数(H)与亲本相比差异不显著(P>0.05),而转基因大豆ALS根际土壤微生物群落香农-维纳指数(H)显著高于其亲本ALS1(P<0.05)。主成分分析结果表明,转基因大豆PAT、亲本PAT1、非转基因亲本大豆ALS1以及中黄13土壤微生物群落碳源利用类型相似,仅转基因大豆ALS土壤微生物碳源利用类型表现出差异。对不同碳源的分析结果表明,土壤微生物利用的主要碳源为糖类、氨基酸类、羧酸类和聚合物。     

转基因植物对土壤生态系统的影响

土壤生态系统的功能是否正常直接关系到农业系统的稳定。随着转基因技术的发展和转基因作物商品化应用的增多,转基因植物对土壤生物存在的潜在危害及可能造成的对土壤生态系统的影响成为研究热点,但至今并没有确切证据证实当前释放的转基因植物(包括抗除草剂和抗虫作物)对土壤生态系统具有重大的直接影响。文章综述了转基因植物表达产物在土壤中的残留特性及其对土壤微生物、土壤其他生物及土壤理化性质的影响,并对研究方向进行了展望。     

转基因小麦田土壤细菌16S rDNA V3片段的DGGE分析

为长期监测转基因作物对土壤微生物菌群变化的影响提供可靠的试验方法.以检测转基因小麦田土壤细菌菌群变化为例,利用细菌特异性引物,扩增得到了土壤细菌16S rDNA V3可变区片段;通过变性梯度凝胶电泳(Denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE),分析PCR扩增得到的V3可变区片段;根据电泳条带的变化情况评价转基因小麦对土壤环境微生物的安全性.结果表明该方法所提取的DNA,可以不经过纯化直接进行PCR扩增等后续试验;DGGE图谱中条带清晰.该方法可作为长期监测土壤微生物种群变化的试验手段.     

转基因作物的生态风险性分析

本文从转基因作物对农业生态系统中生物多样性和土壤生物群落的影响、转基因作物的遗传污染、转基因作物对靶标昆虫抗性及对非靶标生物的影响等5个方面。分析了转基因作物的生态风险。     

转基因大豆对土壤微生物区系的影响

为评价转基因大豆对土壤微生物的影响,选取2个转基因品种94Y20和TN1以及1个非转基因品种运豆101作为材料进行盆栽试验。结果表明,转基因大豆对土壤放线菌全生育期没有影响;转基因大豆对土壤鼓粒期和成熟期土壤细菌具有一定影响;转基因大豆对苗期土壤固氮菌和氨化细菌具有一定影响,对其他生育期没有影响;转基因品种TN1的花期土壤真菌显著减少。结果说明转基因大豆对土壤微生物具有一定的影响。     

转基因作物对生态环境的影响分析

从转基因作物的杂草化、基因漂流、对靶标昆虫抗性及非靶标昆虫生长发育的影响以及对土壤微生态变化等几个方面,综合分析了转基因作物对生态环境的影响。基本结论是,目前商业化的转基因作物对生态环境引起实质性变化的可能性很小。     

非抗虫转基因棉花对土壤细菌群落多样性的影响

田间试验条件下,为了探究非抗虫转基因棉花对土壤细菌群落多样性的影响,应用PCR-DGGE技术对转RRM2基因高产棉、转GAFP基因抗病棉、转ACO2基因优质棉及非转基因常规棉(中棉所12)种植后在吐絮期的土壤细菌群落多样性进行分析。结果表明,与常规棉相比,3种转基因棉的种植均未对土壤细菌香农-威纳指数(H)、均匀度(EH)和丰富度(S)造成显著影响,且两类棉花土壤细菌群落结构相似性较高。可见,短期内,非抗虫转基因棉花的种植对土壤细菌群落多样性无显著影响。对DGGE的优势条带序列分析发现,同源性最高的微生物分别属于拟杆菌门(Bacteroidetes)的黄杆菌纲(Flavobacteria)、噬弧菌属(Bacteriovorax)、Segetibacter,变形菌门(Proteobacteria)的α-变形菌纲(alpha proteobacterium)、地杆菌属(Geobacter),厚壁菌门(Firmicutes)的Paenisporosarcina,酸杆菌门(Acidobacterias)的酸杆菌属(Acidobacterium),它们均为不可培养微生物。     

转基因作物对土壤酶活性影响的研究进展

土壤酶能够催化土壤中复杂的有机物转化为简单的无机化合物,参与生态系统物质循环和能量流动,可以有效地反映土壤肥力,然而其活性受到多方面因素的影响。本文综述了不同转基因作物对土壤酶活性的影响,结果发现,转基因作物的种植对土壤酶活性没有显著性影响,作物生育期是土壤酶活性的主要影响因素。同时,本文还对今后的研究进行了展望,以期为转基因作物环境安全评价提供参考。     

施肥模式对稻田土壤微生物影响的研究进展

综述了长期施肥条件下不同施肥模式对土壤微生物的生物量、酶活性、群落结构和多样性4个方面的影响,发现有机无机肥配合施用有利于维持和增加作物生长发育过程中土壤微生物数量、土壤酶活性和土壤微生物群落结构多样性;同时,也探讨了利用现代分子生物学方法研究土壤微生物多样性的进展及其应用前景,其研究结果可为作物高效生产、养分高效利用及农田可持续发展等提供理论指导。     

转Bt基因水稻对土壤微生物群落结构的影响

在大田环境下种植转Bt基因水稻(HHI与Bt-SY63)和亲本对照非转Bt基因水稻(MH63与SY63),分别在稻田休耕期、水稻苗期、分蘖期、抽穗期、成熟期、收获后采集土壤样品,分析转基因水稻种植对土壤微生物群落的影响,探讨转Bt基因水稻对土壤微生态系统的影响,旨在为转基因水稻的生态风险评价提供依据。结果表明,非转基因组土壤微生物群落结构特征具有一定的相似性,转基因组也具有类似的土壤微生物群落结构,但转Bt基因组水稻对土壤微生物群落结构具有一定影响;转基因水稻与非转基因组相比,土壤微生物生物总量差异不显著,转Bt基因水稻根际土壤中的细菌、真菌、放线菌随季节变化趋势明显,转基因组与非转基因组之间不存在显著差异(P0.05)。     

不同作物种植模式对新垦农田土壤微生物群落功能多样性的影响

利用Biolog-ECO技术对新垦农田不同作物种植模式下土壤微生物群落功能多样性进行了研究。结果表明:不同作物种植模式对新垦农田土壤微生物群落功能多样性均有很大影响。与6年连作小麦相比较,头3年连种大蒜再轮作小麦的土壤微生物对全部碳源的利用能力最强,生理代谢活性最高,在0~144h内其平均颜色变化率(AWCD)变化最显著,土壤微生物群落优势度、多样性指数及均匀度也相对较高,说明该种作物种植模式对土壤微生物群落结构和功能多样性影响最大,可有效改善土壤贫瘠状况。     

转基因作物对土壤生态安全的影响

随着科学技术的发展,转基因技术已经涉及到人们生活的方方面面,转基因植物的普遍种植对土壤安全的影响也逐渐引起人们的重视。本文综述了转基因作物的发展现状、外源基因在土壤中的残留途径及行为、转基因作物种植对土壤生物多样性和土壤酶活性的影响,并提出了今后转基因作物土壤生态安全性研究的重点问题。     

转基因玉米对土壤微生物群系的影响

为了评价转基因玉米对土壤环境生态安全风险,通过盆栽试验,以转Bt基因P1498及非转基因亲本Non-Bt P1498,转抗除草剂基因C31为材料,研究比较转基因玉米不同生育期对土壤微生物的影响。结果表明,转基因玉米对土壤细菌没有显著影响;土壤真菌在苗期有显著影响,其他生育期没有影响;放线菌在抽雄期有显著影响,其他生育期没有影响;转基因玉米对土壤氨化细菌、好气性固氮菌没有影响。说明转基因玉米对土壤微生物数量没有显著影响。